超短脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱现象的研究

来源 :中国科学院上海光学精密机械研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q43372958
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光子晶体光纤是近年来兴起的一种具有微结构包层的新型光纤,这种微结构从根本上改变了传统光纤的许多传输特性,获得了传统光纤所没有的各种新的特性。这些奇异特性主要包括:可控色散特性、增强的非线性特性以及无休止单模特性等。这些优异特性使其成为产生超连续谱的优秀介质。超连续谱被广泛应用于飞秒激光脉冲的相位稳定、光学频率测量、光学相干层析成像、超短脉冲压缩、通信光源等领域。基于此,光子晶体光纤极有可能成为比传统光纤更优异的下一代传输光纤,在光通信、高精度光谱学、生物光子学、非线性光学、超短激光脉冲等领域具有广阔的应用前景。因此,研究超短激光脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输及超连续谱现象,具有重要的学术意义和实际应用价值。   本论文在前人工作的基础上,对超短脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输及超连续谱现象进行了一些研究。取得了一些创新性的研究成果。这些成果主要包括:   1.探讨了双色脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输及俘获光脉冲的产生。研究发现,双色脉冲位于正常或反常色散区时产生了不同的现象。特别是,当信号脉冲位于正常色散区,而泵浦脉冲位于反常色散区,且两者的初始群速度相等或者接近相等时,观察到了俘获脉冲的产生,即信号光的后沿被拉曼孤子脉冲俘获。进一步研究表明,其产生机制是随后产生的拉曼孤子脉冲与信号光后沿间的交叉相位调制作用。这种相互作用使得信号光的红移成分的能量逐步转移到蓝移成分中,这种能量的转移可以用来解释超连续谱中短波长成分的产生。此外,还发现,通过增大泵浦脉冲的入射峰值功率,可以获得波长可调的信号光。   2.探讨了飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区的非线性传输和超连续谱中精细谱结构的产生。研究发现,飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区传输时产生了孤子自频移现象。当入射激光功率较高时,在短波方向出现了精细谱结构,且随入射峰值功率的增加越来越明显,其产生机制本文把它规因于脉冲内拉曼散射和自相位调制的联合作用。另外,还发现超连续谱中的这种精细谱结构可通过控制初始脉冲啁啾得到极大的削弱,并存在一最佳正啁啾使精细谱结构几乎完全消失。
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